浅析J.U.C的AQS(一)：CountDownLatch

痛定思痛。 2021-11-24 00:50 311阅读 0赞

AQS全称AbstractQueuedSynchronizer，顾名思义，是用于同步的队列抽象类。

之所以想浅析AQS，是因为其在J.U.C中颇为重要。事实上，FutureTask、CountDownLatch、Lock、Semaphore和CyclicBarrier都是通过派生AbstractQueuedSynchronizer来实现功能。

实际上FutureTask等类内部调用AQS的逻辑并不复杂，以CountDownLatch为例：

1 public class CountDownLatchTest
     2 {
     3     //简单的CountDownLatch实例，5个线程都执行完毕后才会输出最后一句话
     4     private final static CountDownLatch CDL_TEST = new CountDownLatch(5);
     5 
     6     public static void main(final String[] args)
     7     {
     8         for (int i = 0; i < 5; i++)
     9         {
    10             new Thread()
    11             {
    12                 @Override
    13                 public void run()
    14                 {
    15                     try
    16                     {
    17                         Thread.sleep(5000);
    18                     }
    19                     catch (InterruptedException e)
    20                     {
    21                         e.printStackTrace();
    22                     }
    23                     System.out.println(this.getName() + " 结束啦");
    24                     CDL_TEST.countDown();
    25                 }
    26             }.start();
    27         }
    28 
    29         try
    30         {
    31             CDL_TEST.await();
    32         }
    33         catch (InterruptedException e)
    34         {
    35             e.printStackTrace();
    36         }
    37         System.out.println("终于可以运行了");
    38     }

CountDownLatch的核心函数是await和countDown。这两个函数的源码实现非常简单，就1行：

1     public void await() throws InterruptedException {
    2         sync.acquireSharedInterruptibly(1);
    3     }
    4 
    5     public void countDown() {
    6         sync.releaseShared(1);
    7     }

那么这个sync内部到底实现了什么了，直接看源码：

1 //sync是AQS的派生类
     2 private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
     3         Sync(int count) {
     4             //设置count，在本例中是5
     5             setState(count);
     6         }
     7 
     8         protected int tryAcquireShared(int acquires) {
     9             //判断state是否为0
    10             return (getState() == 0) ? 1 : -1;
    11         }
    12 
    13         protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
    14             // count--，返回count是否等于0
    15             for (;;) {
    16                 int c = getState();
    17                 if (c == 0)
    18                     return false;
    19                 int nextc = c-1;
    20                 //CAS操作，设置c为c-1
    21                 if (compareAndSetState(c, nextc))
    22                     return nextc == 0;
    23             }
    24         }
    25     }

源码看到现在，CountDownLatchTest是如何实现5个线程都执行完毕才输出最后一句话的内部实现就很明了了：

1.初始化CDL\_TEST 的state为5；

2.主线程执行至31行CDL\_TEST.await()，此时state!=0，因此**阻塞**住；

3.5个副线程陆续执行到24行CDL\_TEST.countDown()，通过**CAS**修改state的值。

4.当state为0时，**唤醒**主线程，主线程继续执行，输出了最后一段话。

其中，初始化state、判断state状态和修改state的值是Sync自行实现。而阻塞和唤醒线程则是AQS内部实现的。

那么这个AQS到底是如何实现的了？

请期待下一篇博文。